四．加工工艺
$ ]: J% v4 w5 E% ^PEEK虽然是超耐热性树脂，但由于它具有高温（350～400℃）流动性好和热分解温度很高的（560℃）的特点，因此可以采用注射成型，挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂等多种方法成型加工。作为二次加工可以采用真空成型、压延、拉伸、超声波焊接、粘接、复合、机械加工等加工手段。
' { g# p. n" q$ @# {- h: i( C下面简单介绍一下，常用的PEEK注射成型和挤出成型的一般加工工艺条件。
% K9 H; K: M/ F. j, q7 \4 H4．1注射成型$ H, t, o: }$ n! v2 u4 j9 ^! {
4.1.1设备
# u+ S* y9 ~8 o+ p. r3 N0 wPEEK可用通常的螺杆式或柱塞式注射成型机加工成型，注射成型机应满足下述基本条件：料筒温度可升到400℃；料筒内应该没有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不会自动流淌，所以喷嘴不需要加断流阀（shut off valve）。4 C c* y0 u8 y5 G1 Z
4.1.2 模具温度5 n1 C9 g7 I3 }$ w. l* Q
由于PEEK是结晶性树脂，因此使其充分结晶可以提高其性能。一般模温在160℃以上时，就可以充分结晶，即使不热处理也能得到很好的成型品，如果因为模具结果所限模温无法提高时，可在200℃以上热处理一小时，也能使结晶完全，从而使机械强度和耐药品性等提高。
0 P- U- s' ?$ }3 P8 [4.1.3预备干燥
% q8 c# M& c _6 o4 a# R+ b虽然PEEK的吸水率很低，饱和吸水率只有0.5%，但是要在高温下成型，所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小时以上。
7 O3 S3 E, O: I( T$ _; j$ a0 LPEEK的标准注射成型条件如表4所示。
2 S. g9 ]" T" y! @, m表4 PEEK的标准注射成型条件. t7 o& [5 d* o u
项 目 纯 树 脂 30%玻璃
9 b0 ?1 ]4 g* ?' f纤维增强 30% 碳8 f/ `4 D& F+ t* G& _
纤维增强 ) T8 s% l+ {) e
料筒温度（℃） 根部
$ A5 } n: J9 `中间9 d% G/ X+ t* r% c; e" f% }
喷嘴 330～360
3 R# b+ k) P: t4 |! T% E- c0 ?% y* ?# ]350～380/ T2 }" j# Q5 _7 z5 i" N
350～380 350～380
& A1 l6 T! X! s" M4 U370～400
: K8 X7 W+ ]- _" P& N# o370～400 350～380
6 ~* p0 _1 t# ^% o# F9 B# Y370～400 f) N) c, E3 F* h5 I6 a0 ~1 J! N
370～400 2 y/ Q4 u9 V, B" X3 m5 q; V u5 X, J
模具温度（℃） 130～170 140～180 140～180
8 T# g9 b* H' G D, V: M3 P; L注射压力（Kg/cm2）4 p8 T- C0 l6 o) I& g& n* H
螺杆背压（Kg/cm2）4 v6 }8 Z/ o {0 F
保 持 压 1000～1400: M [: r! x5 N: w# p6 f6 s
50～100
( \4 k0 c& l4 ?7 m7 }# H500～700 1200～1600! @0 i, S+ K8 T4 S3 O: d- |
50～100
! m* I4 i% S A' ^: Q600～800 1200～1600& {5 V2 Q f, K- M9 U
50～1004 y8 H) F: I2 Y* |: y9 x9 n8 I
600～800 7 k ?, M5 x( }: K4 k
注 射 速 度
: N- j% O0 [) T) p螺杆转数（rpm）
1 Z" F8 _* E7 T+ p6 G Y循环周期（秒） 中速～高速) L3 {1 W+ \ ?6 z0 B. W$ Q$ [
509 f2 A# p6 P$ [2 h% l0 U2 @
30 中速～高速
4 A) A' h; C) `. }0 U+ L9 g" k50# g$ l( L) J# G9 b2 `; w
30 中速～高速; F K# `- u5 [+ D
50# F# y# f' M" s. h9 P! o
30
0 H! K! G7 D! g4 y" ~ : _3 u9 K0 Q O {+ ]
2 k0 |9 z' o# g3 B! u
) |# e& x# S; Y& I! t3 Q5 T- z4．2挤出成型
4 X# Y/ ^2 A- N: r3 c+ O1 D. ]1 E; mPEEK可以采用挤出成型工艺加工成薄膜、电线包皮、单丝、棒材、薄板等。表5列出了PEEK薄膜的挤出成型条件。: f% K R- m6 G) l- Z
表5 PEEK的标准挤出成型条件7 c0 O4 R2 L- P% u$ A& ~
项 目 条 件 : t% i1 Y8 \! B8 f" m+ _
挤出机螺杆 Φ30， L/D=24， C.R.=3
% ~6 V6 C. ^8 J料筒温度（℃） 喂 料
0 b6 x: W# v4 f, t' a5 m3 l# C8 O压缩部
9 j% g8 r2 C$ L" F( w! Y4 n& _机 头 350
) z1 V( _9 N) |; ~6 [% d; Z; ~3708 N' J+ {7 j6 K* a
380
; b) ^ S, z# |7 v模具温度（℃）) r9 k) g7 O1 j; p* [+ e
定型辊温度（℃） 380
' F+ b U1 A& U- L30 " p( |% K0 E4 C% B( H4 T8 m% H/ V
螺杆转数（rmp）
P; F8 m( q/ O+ { b线速度（m/min）. q# D- q( W- q
吐出量（Kg/cm2） 309 N9 C/ y- a4 e5 ~: [% ~2 @; ~
109 s K, Z8 F) ~8 }" v/ `
5
0 ~* _# [$ k+ L7 P 7 |1 o- N$ ]: U9 y7 z- v
5 L* ]5 D3 Y+ }; M0 M/ KPEEK的标准物性数据（数据中心）
" a" I, N0 J& z& d五．用途
, b* q4 R$ P& E, Y5.1复合材料
$ _1 ], i3 E7 g" ]4 b" b近些年来引人注目的是热塑性树脂基复合材料，其中发展最快的是由ICI公司推出的PEEK复合材料（商品名APC－2）。
5 N) B& ?1 D$ g C5.1.1制造方法6 G. k* g( a* X W
APC－2是将碳纤维的长纤维用PEEK熔融预浸制得，由于碳纤维与基体PEEK的相容性好，可以制得粘结性很好的复合材料，孔隙率只有0.1%。表6是其材料的机械性能。
% x& m, D t! A表6 APC－2的标准机械性能
) R# C G \+ L) a) l4 R2 [9 t9 P项目 单位 数值
! \1 k- a& T+ m( R! w; Q$ W3 a（铺层方向0°）* j I6 h9 {% L
拉伸强度7 I/ G7 c! P) Q- `3 A
拉伸模量5 I4 v0 L, o2 I
断裂伸长
+ S$ }; N% W7 h; t1 \弯曲强度
2 b W5 V8 P' |8 ~: R; _弯曲模量
7 X, _) ~2 z" J: v% IMpa
7 }. }6 l& W- i8 U4 G: sGpa6 [: S6 j( K! d* T+ t
%/ X; L/ |/ T, F9 r- Y
Mpa
: k2 U3 A" U! G Z0 \4 u6 WGpa ' o4 X' M9 ^. D/ Z' q
21306 O) ~* l( p; Y3 ?8 V
134
3 Z! ^' U! F( K) n! X1.45" V( c( ?+ Y. z' T
1880& h1 k/ Y+ h" P) {2 S
121
: k1 s, g0 z/ s: D4 a" }（铺层方向90°）
- a' Z1 R/ n" B+ w& `7 Q拉伸强度
+ u0 c- j( o# f6 |' H( A( E. p拉伸模量
8 u" u* n- D, `断裂伸长. Y0 @ q' X9 [4 |" f
弯曲强度
. h0 H8 C, {9 r" J弯曲模量铺层方向
6 K# ~( j9 `- T+ Q4 {& VMpa
( z" d% X1 X2 g4 IGpa4 ] U Q J+ b+ ^; |
%* Z0 S( D) Z$ c& T
Mpa( a. H! Q6 e6 N" h; O
Gpa
6 m' h9 l: E9 O# w802 }2 i2 |/ O- x R l* z
8.99 a m4 Y2 k. F4 q
1.0
$ w3 y8 w& Y* q2 k5 A# H% W1378 m; C9 W) F5 M# |- }$ [
8.9 . j9 m( H$ N- Z
（铺层方向±45°）. V! c$ k, v/ ?/ w9 _
拉伸强度/ D! L/ b- F, \& M
拉伸模量( b- f* ~+ h/ i
断裂伸长 3 f" f8 T1 J) q0 C$ l: Y1 ]
Mpa
. U% Z5 T, x. A0 HGpa, {0 }! O1 h& k7 S
%
& d6 }" `/ j+ N* o" K5 g% K300 Q' n7 W8 c$ a [
19.2
; \+ _$ ]+ ]% }8 @17.2 1 b1 ^, [8 \2 E( N' g
: \. D1 D0 S: u1 y1 w
比环氧树脂复合材料易加工
* `( s! G# l( K) h成型后不需养生
4 F4 b) T! Q' A% r7 C0 E有良好的耐冲击性，损伤容限大$ j: L. |/ \3 P
有优良的抗蠕变性和耐疲劳性! e/ t5 m3 u% d/ _, s
有良好的耐热性" R" S$ W$ a/ u/ S% m
有优良的耐热湿循环性& j- F0 A. y7 _- P
损伤处易修补
/ C% D+ z x* Q, F- ~6 G5.1.3制品的规格, ^( S; T. Y- f, r+ ~9 K
ICI上市的最通常单向预浸物（CF含量68%±2）和由这种预浸的按各种角度（＋45°/90°/－45°/0°）铺层后压制成的薄板的规格如表7所示。2 W6 U9 f/ S& M: i
表7 典型的APC－2制品的规格$ l2 O4 ~0 N( O; u5 y1 K+ w
1．单向预浸物（CF含量68%±2）7 ]1 e5 O6 l( v o7 c0 p
标准宽度 140mm
* l/ b2 w/ }0 v* l$ k2 j g6 _, y 216mm
7 o$ T- r8 P# x' ]- D5 v标准厚度 0.125mm* ^7 j% _2 k2 W$ D
标准重量 213g/㎡
& X: o# B# C/ o6 ]- ?4 {8 Z' g标准长 50m
' C* e- Y+ J/ M% J$ j2．薄板 （＋45°/90°/－45°/0°）
E# k! D u& S5 q3 b1 A3 P标准尺寸 405mm×405mm0 ?# O! X& @: s7 E% A
700mm×700mm
g2 j; b) R. T- g* F' k+ B. S4 X; T: f标准厚度 1mm（预浸物8层）
+ ` s) l- m) g. ^- K2mm（预浸物16层）8 R$ \+ E, P6 ]) A0 B7 O
3mm（预浸物24层）
( \/ A. C" s, O4mm（预浸物32层）
+ q( h W& c: j' A" X8 N/ K( G5mm（预浸物40层） / H! c3 h" [4 ?
" }# ~7 p$ r8 c' v5 o" i) m n5.1.4用途 W0 }6 l* l+ w. B( T0 |
利用上述特点虽然可有多种多样应用领域，但目前主要用在航空和军工产业领域。) J1 E5 u; B6 R5 n5 K
5.2挤出成型制品
( R6 ~9 @: U5 w2 q1 q5.2.1电磁线
, H% h# W( }1 m$ q利用PEEK具有包覆加工性好（可熔融挤出，而不用溶剂）；燃烧时发烟量低且产生腐蚀性气体少；耐剥离性好；耐磨耗性好；耐辐照性强；可自由着色等特点，已经用作电缆、电线的绝缘或保护层。广泛应用于原子能、飞机、船舶、油、气井，电磁线、光导纤维等领域。( e) M5 N' }! A/ d- Q8 y1 J' ^4 t
5.2.2薄膜6 }: }# d1 d0 p8 Y8 |
利用其比聚酰亚胺吸湿性小，高温时耐碱、耐酸和耐高频性好、耐焊锡、耐辐照等特点，用作H级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器等的绝缘薄膜，可绕性印刷线路板，载波带（carrier tape），复合材料（用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆），耐热耐药品的环型带等。
- T# Z p. z" N0 a- j3 X7 R0 L5.2.3纤维
3 \9 I3 Z! n4 D$ A" H/ q' l利用PEEK单丝比聚酯和尼龙纤维有更好的耐蒸气、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点，应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料（与碳纤维、玻璃纤维等混织或混编）、耐热耐药品纺织带等。+ d7 M0 S7 x2 ?3 j2 w+ z
5.3注射成型制品. J1 S8 _7 w7 r/ {* ~) n3 q
5.3.1耐磨材料
# U: Q! v# b* o3 C发挥其耐磨性、耐药品性、韧性好和可在250℃使用等特点用于制造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油发动机的零件、滑轮加载器（turbochanger）叶片、复印机零件、悬置轴瓦、活塞裙、发动机推杆等。: j1 X: R4 U* G3 [2 C
5.3.2电器、电子制品
$ X4 e2 l7 Q" K5 L! ?/ G发挥其耐焊锡性（热变形温度300℃以上）、阻燃、UL温度指数250℃、韧性好等特点，用于制造镶嵌插头，高可靠性接插件，电缆插头，接线盒，配线的引出头，极板的笼型线圈（Waferbasket），电池外壳，IC的封装等。
C. o$ }* V0 _5 F* D9 O( U5.3.3热水设备' {! x, O1 H$ [6 h; X8 h
发挥其能耐300℃的加压水或蒸汽而且在200℃以上可长期使用的特点，用于制造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件，蒸气阀门，O型圈，采油用接插件，锅炉及PH计的护套等。
! Z( X7 d. o1 ]9 \5.3.4其它
/ I1 q Q3 M4 BPEEK还可以用于制造原子能发电站用接插件和阀门零件、滑轮叶片、显微镜灯的罩、马达周围导线支架、火箭用电池槽、螺栓、螺母、实验室用镊子等。
" r% h& Q! R- v5.4粉末喷涂制品
+ }3 B( k' u# G$ t4 G$ o8 lPEEK可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。& X5 |9 f% l% b2 Z: J% I* J
5.5其它加工成型制品( A/ O1 u, k% u) Q
可用旋转成型制造大型成品，用吹塑成型法可做成核废料的容器，还可以把PEEK薄膜与金属热压粘接制成高温粘结力很好的复合材料。/ K2 P2 ]1 a8 l; D/ B3 E- V* w x
六、主要生产公司/ }' V9 V4 o4 }6 A; d
国外主要生产公司；) }( Q; f3 T3 \2 e K. ]) P' B
1、英国ICI(PEEK原粉生产商)； ' l' R/ G& z1 g! g) @5 B9 C
2、德国Degussa(PEEK原粉生产商)；
" D' z! K* Q/ V- u3、英国Victrex PLC" L) l+ R4 B/ D" _, r
4、日本住友（Victrex PLC与三井的合资公司）共混公司；, v/ V! \9 M; @
5、美国LNP(已被GE收购，LNP已加入到GE的全球共混物行业) 0 ~' n1 Z u: B; K& [0 N4 c0 t; E# c
8、荷兰DSM
9 r& j% x5 |, S7 C1 b0 F- X# w9、美国RTP公司
, \& `5 V4 R+ ]# A. w9 E* G7 p国内主要生产公司： |
发表于 2008-6-20 13:59:19
) o- Q7 S0 _: s: s( z9 f, X" C, P
( }% Y$ |1 u. e& R7 K! C9 m; @
7 b7 M* @2 v0 O$ X* \' S1 j* K
* u: \% t6 O1 V
7 |( P7 \1 |9 L' `+ v
* _/ L+ T5 d; |- f A K1 t& q
8 E, q; k; L. ] J
